高速公路视频监控需求与应用难点
2015-07-20
ETC(电子不停车收费系统)：从提出ETC概念到现在至少有6、7年时间，甚至更长。其技术储备、国家相关标准都已经成熟，对设备的测定已有相关标准，所以说ETC正处于全面铺开阶段。随着高速公路车流量的增加，ETC应用是大势所趋。电子收费系统今后将在全国电子收费联网系统中使用。卡口系统(与ETC结合的卡口系统，配套高清卡口系统+ETC)在某些路段也已使用。
ETC主要设备有车载电子标签和车道微波天线，其中电子标签安装在车辆挡风玻璃上，具有防拆卸功能，微波天线安装在收费站电子不停车收费车道前端的架上，当车辆驶入收费车道微波天线的有效范围内时，即进行信息交换、读取车辆信息，并从其储值卡中扣除当次车辆通行费，交易成功后车道栏杆自动抬起。
区间测速：“高速公路区间测速系统”通过安装在高速公路的天桥或倒L杆上的检测设备，采用车牌照自动识别技术，连续不断地捕获并识别两个公路截面上通过的车辆通行信息，如车辆牌照号、通过时间、车辆特写及全景图片等，通过计算同一车辆在同一方向两个截面的通行时间，来判定该车辆是否超速。同时将违章车辆的数据及图片信息通过预警系统发送给附近的值勤民警站点，并将信息发布在显示屏上，以对违章车辆进行告知及警示更多的车辆。系统计算得到的所有违章车辆及相关图片将作为违章信息源提供给违章处理系统作进一步后续处理。区间测速系统主要由前端监控单元、通信传输单元、违章信息发布屏系统(可选)和后台处理系统四部分组成。深圳市锐科数码有限公司总经理谢国勇解释道：“之前是在固定点抓拍，采用数码抓拍的形式，只能做到此固定点位测速抓拍，无法做到区间测速。现在采用车牌识别系统，通过计算通过两个点位的时间，在两个点位之间实现区间测速，从而实现全程测速”。
事件检测分析：高速公路用摄像机监控路段运行，监控人员不可能长时间不间断地盯着屏幕监视。又如果依赖于回放查找摄像机拍摄记录的图像，就会导致事件处理滞后。而现在，可借助高科技手段来实现事件实时分析处理的目的。利用高速公路原有的摄像监控系统，再集成事件检测分析系统，就可以迅速分析出如车辆逆行、行人横穿公路、车辆堵塞、着火、路面有散落障碍物、大车遗落在高速公路上等异常情况，并马上报警或系统自动将现场视频图像切换到监控室，确保第一时间发现警情和准确定位，然后由指挥中心通知值守在服务区、收费站或路面的民警以及援救车辆及时赶赴现场，消除交通安全隐患。
事件检测分析系统发挥了智能视频的先进技术。由于高速公路路况非常复杂，所以目前刚面世的事件检测分析系统还尚未达到理想的效果，主要表现在误报警较多，譬如车辆行驶的正常变道也可能会引发误报警，而同时又有些真正的事故事件分析又暂时还做不到，所以高速公路智能视频分析处理技术需要进一步提高。但是，智能视频分析处理技术是高速公路应用的方向，今后事件监测分析会像交警一样，所有违章违法事件都能被正确地识别并报警。
夜视系统：据诸多高速公路运营管理部门反映，高速公路缺乏有效的夜间监控手段。在沿途监控中，普通摄像机在夜间监控存在盲区(或者说处于瘫痪状态)，其监控效果只能看到车辆灯光、车辆行驶的模糊图像等。具体到车辆行驶状态、车牌照等都难以监控。为此，激光夜视系统、红外夜视摄像机等都纷纷助力高速公路夜间监测。天津天地伟业数码科技有限公司交通行业中心经理焦伟表示：“激光夜视系统能让夜间监控展现得如同白昼般的效果，远距离激光夜视系统应用于夜间的监控距离可达500米、1000米、1500米、2000米、5000米等路段，高速公路的夜间不再‘黑暗’，系统在夜视效果、经济性、寿命、距离、隐蔽性等多方面都优于现在普通的夜视技术”。
车牌识别：车牌识别就是能直接识别出车辆牌照的计算机装置，识别结果包括车辆牌照的全部汉字、字母、数字、颜色、牌照坐标、牌照图像等。车辆牌照自动识别，是先识别出车辆牌照，不需要被识别车辆主动参与，可以对所有通行车辆进行识别、管理。车牌自动识别系统在高速公路上的应用，对完善收费系统，杜绝收费漏洞，减轻收费人员的劳动强度，提高收费综合管理水平和服务水平，起到了极其重要的作用。
车辆牌照自动识别是车辆自动识别技术中的一项，广义来说有三项：即定位技术，如GPS和GPRS;非接触识别技术，如RFID电子标签之类;再就是车辆牌照自动识别技术。
联网需求迫切：随着用户管理要求和手段的不断提高，建设重点转向高速公路的安全、高效运营。目前，我国绝大部分省份高速公路已形成路网，单独路段的异常事件造成影响的范围会越来越广，这必然要求相临路段之间能互通协调，这就带来了联网的需求。
联网信息主要包括数据和视频两部分。并已从单纯的联网收费、联网监视逐渐过渡到高速公路联网信息管理，并凸显出联网收费向联网综合信息管理方向发展的趋势不可逆转。
由于视频图像监控的直观性和重要性，所以联网监控是高速公路监控的必然趋势。然而，当前高速公路视频监控系统的构成是一个混合式系统(模拟视频+数字视频)。且前端设备和各路段监控中心设备品牌较为纷杂、数据格式多样，使各路段视频监控系统彼此独立，无法充分发挥交通监控的路径诱导、多路径交通流量调控、联网调度、应付突发事件、及时统一调度的功能，更无法最大程度地发挥高速公路网络的通行能力，所以省域联网监控就显得尤其必要和迫切。
设计和需求脱节：诸多高速公路专业设计人士反应，高速公路摄像机的安装受很多因素影响，如光线、早晚、白昼、季节等，综合各种因素如何发挥其最佳作用是目前最大的难点。事实上，高速公路路段监控很多时候并不能事先知晓哪里应该安装摄像机，通常是在某个位置频繁发生事故后，才知晓该处存在监控盲区。因此，高速公路的陡坡、弯道、隧道、桥梁等路段都是重点监控对象。
全程监控：高速公路实现全程监控并不容易。要实施全程监控方案，须设置完善的、合理的外场监测设施，实时地、全面地监视高速公路的状况，及时发现或检测高速公路事件;须设置完善、功能强大的中心控制系统，及时地收集数据信息进行分析与处理，并快速地制定合理、具体的监控方案;须设置完善的信息发布设施，接收并显示中心控制系统发布的信息指令，对车流进行疏通和诱导，减少因人为因素而导致二次事故的发生。
目前，行业内还没有形成比较成熟、成体系的全程监控系统方案。同时，高成本也是制约全程监控发展的重要因素。目前较为普遍的是在重要路段实施全程监控，如一度被人们称为“死亡之路”的海南省东线高速公路采用全程监控系统，共在东线高速公路设置卡口设备11个、测速设备18套、电视监控设备22个，平均每10公里一个，实现东线高速公路无缝隙覆盖监控。而广深高速公路东莞至广州路段形成了由165个闭路电视监控点、82套交通流检测设备、6套区间测速系统、15套事件检测器和40块可变情报板组成的全程监控管理系统，平均每0.75公里路程就有一个“电子眼”。
硬件设备保护：众所周知，高速公路很多设备裸露在室外(或野外)工作，环境恶劣，又无防护，损坏会比较普遍。广东新粤交通投资有限公司市场部副经理王新华指出：“高速公路摄像机遭雷击比较多，尽管安装了防雷设施，还是容易被损坏。所以需要找人去排查，外场的摄像机都装得比较高，排查也很难”。
互联互通：广东西部沿海高速公路营运有限公司机电管理部宋小东认为，高速公路联动包括公司内部联动、公司外部联动(如联动公安部门等)，通过网络软件平台实现共享等。以广东省为例，目前全省高速公路相关信息还无法全部联动，只是局部联动。至于跨省联动目前还无法实现，但确是今后发展的大方向。
设备接口无法统一问题。设备向数字化发展，但现在已有的设备还无法做到接口统一。现在很多设备需要从模拟状态转化为数字的，就需要很多转换接口设备，这是目前暂时无法实现的问题。
软件问题：目前，高速公路安防硬件基本上趋向成熟，需要受到重视的是集成软件的建设。关键是如何实现软件层面的整合，包括网络技术、软件技术、集成技术等。软件应用，如区间测速、车牌识别、集成使用都需要强大的软件来支撑，所以软件的改进和完善比较大。
高速公路对图像管理很重要，以前都是监控、收费人员看图像，工作人员劳动强度大，存储器需求量大。如果高速公路智能监控软件做得好，通过智能监控软件，来处理、提取有问题的图片、重点监测有问题的图片就可以解决，同时通过软件分析过滤掉正常图片，只存储问题图片，使存储设备、存储空间得到最佳应用。
事实上，高速公路对数据管理往往大于图像管理，尽管采用图像监测，可以分析相关信息，而高速公路数据则需要常年分析，对数据功能的深度挖掘对高速公路软件提出了更高的要求。许多高速公路运营单位现在都在关注联网收费的安全性和不同的路段收费如何划定，同样需要强大的软件来支撑。
